資料４－１
次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト
総合協議会（第１回）
Ｈ２８．１１．２９次世代⽕⼭研究推進事業

課題A：各種観測データの⼀元化

事業・課題の概要
各組織・研究者と協働して、多項⽬の⽕⼭観測データをオンラインで⼀元化共有する「⼀元化共有システム」を開発し、各機関がデータを共有・利⽤する仕組みをつくる。システムは、国際規格に準拠させるとともに、データの可視化ツール
やデータ処理技術を実装する。これにより、分野間・組織間のデータの相互利⽤や連携を促して⽕⼭研究をより活性化させるとともに、研究成果を地⽅⾃治体や⾏政機関等が⾏う防災対応等に活⽤することで、⽕⼭災害の軽減に貢献する。

成果⽬標及び実施⽅法• 既存の流通・共有システムを強化するとともに、多項⽬のデータを集約、保存、共有する⼀元化共有システムを開発する。
• WEB-GIS等を活⽤した可視化ツールや、事象系統樹の分岐判断等に必要な処理技術を開発し、システムに実装する。
• ⽕⼭研究運営委員会の運営等を⾏い、関係機関の連携を促進する。

事業・課題の実施体制
次世代⽕⼭研究推進事業
参画機関

⼀元化共有システム
課題責任機関防災科学技術研究所

アウトプット・アウトカム
⽕⼭観測データや研究成果を共有する仕組みをつくることにより、以下の取組を促し、⽕⼭災害の軽減を図る。
•データ・研究成果の活⽤や分野間・組織間の連携を促して、「観測・予測・対策」の⼀体的研究を含む⽕⼭研究をより活性化させる。
•データ・研究成果の地⽅⾃治体や⾏政機関等による防災対策及び対応への活⽤を促進する。

⼤学・研究者

防災機関
他データ
ベース

⾃治体
⾏政機関
⺠間企業

「一元化」のメリット・必要性
1対1のデータ共有

組織

個人

「一元化」
他分野か
らの新規
参入

新規参入
し辛い

データを一元
化共有する
仕組み
他データ
ベース
1
2

•
•
•
•

1 件の協定、申請、依頼が必要

利用目的が明確
１種類のデータの利用
定型業務
誰が何を持っているか知っている（閉じたコミュ
ニティ）【限定的な利用に限られる】1件の協定、 件の申請で済む

•
•
•
•
•

使ってみないと使えるか分からない
多項目観測データの同時利用
多くの火山の比較検討
緊急時に臨機応変な対応が求められる業務
新規参入が容易（開かれたコミュニティ）【より自由度のある利用環境】
研究開発（イノベーションの創出）、防災対応に貢献課題Ａ「各種観測データの一元化」と他の課題との関係
課題Ａの担当部分

静
穏

活
発

切
迫

活
動
終
息
期

課題Ｄー３（防災科研）

効果的なコミュニケーション方法

山
腹
噴
火
期

（
情報プロダクツ）ＷＥＢーＧＩＳ等の可視化
ツール

通信システムやデータベースなど、データを共有する仕組
みデータベースに連動する事象系統樹のシステ
ム

火山観測データ一元
化共有システム等の
システム

活
動
終
息
期

事象系統樹システム

多項目のリアルタイムデータ【国際データベース規格
WOVOdat準拠】

山
頂
噴
火
期

ユーザー
火山防災協議会
地方公共団体個人・事業者

関係機関
フィード
バック

「関係機関が協議する場」での調整
流通・公開させるデー
タの種類や観測点等に関して調整【課題Ｂ】
新たに開発する観測技
術によるデータ（B‐2 防災科研）【課題Ｄ－１，２】
火山灰等の
災害情報

【課題Ｃ】
事象系統樹や理論モデル（C‐3 防災科研）

火山専門家
データを活用した研究開発・人材育成

防災計画の策定
や防災対応

資料４－２次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト
総合協議会（第１回）
Ｈ２８．１１．２９次世代⽕⼭研究⼈材育成総合プロジェクト
課題Ｂ 先端的な⽕⼭観測技術の開発

事業・課題の概要
⽕⼭災害の軽減に有⽤な⽕⼭噴⽕の切迫度評価の⾼度化のため，１〜４のサブテーマで以下の事業を⾏う．
①多種類の微弱な観測事象として現れる噴⽕先⾏過程を捉えるため，新たな観測⼿法を開発してより多くの情報を得る．
②新たな観測⼿法も含めて，既存の装置・データも活⽤して，現時点における各⽕⼭の活動状況・切迫度を評価を⽀援するための基盤データの蓄積と，噴⽕先⾏現象の信号を即時的に判断する各種ツールを開発する．

成果⽬標及び実施⽅法【サブテーマ１】宇宙線ミュオンによる⽕⼭透視像と⽕⼭活動の相関をデータベース化し，⽕⼭活動評価への展開【サブテーマ２】リモートセンシング技術（地上設置型合成開⼝Radarの開発，分光スペクトル画像計測装置の⼩型化）の⾼度化【サブテーマ３】⽕⼭ガス同位体分析技術の⾼度化による⽕⼭ガス起源（＝⽔蒸気噴⽕かマグマ噴⽕かの判断基準）の推定⼿法開発【サブテーマ４】全国の⽕⼭における計画的な精密機動観測による活動
現状把握とデータベース化．観測データの即時処理を⾏うツール開発．
アウトプット・アウトカム
・⽕⼭噴⽕切迫度を評価するための新たな観測技術及び観測指標を⾒出し，防災情報発表機関に提供．噴⽕警報・予報の⾼度化に貢献．
・国際協⼒で推進することが効果的な宇宙線ミュオン開発や⽕⼭ガス
同位体分析技術の⾼度化研究による研究の国際化の推進．
・全国の⽕⼭研究者の協⼒で推進する精密機動観測，リモートセンシ
ング技術の⾼度化の推進による実践的な次世代⼈材の育成．

事業・課題の実施体制
新たな観測情報・技術

課題D：⽕⼭災害対策技術の開発
課題C：⽕⼭噴⽕の予測技術の開発

課題B：先端的な⽕⼭観測技術の開発
サブテーマ１：東京⼤学地震研究所

サブテーマ３：東京⼤学総合⽂化研究科・他２機関

サブテーマ２：防災科学技術研究所・他１機関

サブテーマ４：東京⼤学地震研究所・他８機関

各種観測データ

課題A:各種観測データの⼀元化

課題Ｂの目標
直面する火山災害の対応「噴火の可能性が○日前に比べ，上昇したか否か」の判
定（火山噴火切迫性）指標の開発を目指す．

観測に基づく現状把握の高度化

サブテーマ２‐２★新たな評価基準（観測量）の導入：観測・解析手法を開発する★通常の活動状況を精度よく知ると同時に，新たな評価基準を見出す

噴火切迫性指標の提示
噴火切迫性評価のための新たな観測項目の構築

浅部構造

上昇速度

サブテーマ１
サブテーマ２‐１

脱ガスレート
マグマ溜まりの過剰圧

サブテーマ３
サブテーマ４
噴火切迫性評価の基準となる観測データの高度化

サブテーマ４
直前予測に資する即時的状態把握ツール開発

サブテーマ４

供給率

噴火に至るプロセス

噴火後のプロセス

サブテーマ１ 「新たな技術を活用した火山観測技術の高度化」
サブテーマ２ 「リモートセンシングを活用した火山観測技術の開発」
サブテーマ２－１ 「可搬型レーダー干渉計と衛星SARによる
精密地殻変動観測技術の開発」
サブテーマ２－２ 「火山表面現象遠隔観測技術の開発」
サブテーマ３ 「地球化学的観測技術の開発」
サブテーマ４ 「火山内部構造・状態把握技術の開発」

次世代⽕⼭研究推進事業
課題Ｂ：先端的な⽕⼭観測技術の開発
サブテーマ1 「新たな技術を活⽤した⽕⼭観測の⾼度化」

事業・課題の概要

新たな技術を活⽤した⽕⼭観測の⾼度化を⽬指して，以下の研究事業を実施する．
①⽕⼭体浅部の構造を⾼解像度に把握するために、ミュオグラフィ技術の⾼度化を⾏う。
②⽕⼭活動とミュオグラフィ透視画像の関連の系統的な評価をめざし、ミュオグラフィ観測のデータ処理の⾃動化を⾏う。

成果目標及び実施方法
・ミュオグラフィ技術の⾼度化に関わる研究開発：軽量、⾼解像度⽕⼭
透過システムを開発し、ミュオグラフィ観測システム(MOS)への実装
を⾏うことで、より短い時間で、⾼解像度⽕⼭透視画像取得を実現。
・桜島浅部透視データを観測点から⾼速にかつ安定的に⾃動転送するシステムを完成させ、透視データのウェブベース処理システムを開発し、
１⽇１枚以上のレートで透視画像の実時間公開を⾏う。

事業・課題の実施体制
協力機関
ハンガリー科学アカデミー

INGV

INFN

代表機関
東京大学
地震研究所

アウトプット・アウトカム
・⽕⼭体透視結果により⽕⼭体浅部の構造を⾼解像度で把握し、噴⽕様式の予測や、噴⽕推移予測に関する情報提供に貢献。
・噴⽕現象を含む⽕⼭活動の推移に伴う⽕⼝近傍の変化をミュオグラ
フィ透視画像として実時間で公開することにより、リアルタイム噴⽕
予測や防災に貢献。

このプロジェクトでのミュオグラフィ観測の実施予定火山

東京大学
医学部

広島市立大学

課題Ｂ 先端的な火山観測技術の開発 サブテーマ１：

新たな技術を活用した火山観測の高度化
世界をリードする我が国発の火山透視技術（ミュオグラフィ）を用いた火山浅部構造の時
間変化と火山活動の関連を調査

アナログからデジタルへ
2次元 から 3次元へ
静 止 画

から

高 速 撮 像 へ

火山活動とミュオン画像の比較例（実例が極めて少ない）

自
動
画
像
分
析
シ
ス
テ
ム

桜
島
浅
部
の
透
視
画
像
デ
｜
タ
ベ
｜
ス
の
構
築
を
完
了

桜島での
フィールド
で噴火切
迫度評価
の有効性
を実証

次世代⽕⼭研究推進事業
課題B:先端的な⽕⼭観測技術の開発
サブテーマ２「リモートセンシングを活⽤した⽕⼭観測技術の開発」

事業・課題の概要

⽕⼭活動の推移予測に重要な⽕⼝周辺の変化を、噴⽕発⽣時等においても、遠隔地から詳細に観測できる技術を開発する。
具体的には、可搬型レーダー⼲渉計および衛星SARを⽤いて、⽕⼝周辺の地殻変動を任意の時間と場所で観測できる技術を開発する。また、分光技術を⽤いて、⽕⼝周辺への⽴ち⼊りが困難な場合においても、⽕⼝周辺の熱・ガス分布を計測する技術を開発する。

成果⽬標及び実施⽅法

・⽕⼭活動活発化時等に、機動的な観測が可能
な植⽣の影響を受けない可搬型レーダー⼲渉計を開発する。
・SAR研究グループ（PIXEL）と連携し、衛星
SARによる地殻変動データベースを作成する。
・温度・放熱率・ガス・岩⽯分布および地形データを同時に計測できる⼩型温度ガス可視化カメラ（SPIC）を開発する。
アウトプット・アウトカム
これらの技術開発により、観測が困難であった⽕⼝周辺の変化を、
これまで以上に詳細に捉えられるようになり、⽕⼭活動メカニズムの理解や⽕⼭活動推移予測に役⽴つと期待される。また、可搬型レーダーで観測したデータを迅速に共有するツールや、SPICを現業機関等に試験提供する量産型の試験機を開発する。これにより、次世代⽕⼭研究の推進、⽕⼭活動評価への利⽤に役⽴てられる。

事業・課題の実施体制
共同実施機関防災科学技術研究所
地殻変動

熱・ガス分布

PIXEL

協力機関

（日本SAR研究グループ）

東京都立産業技術
研究センター

参加機関

東京大学地震研究所
全国共同利用・共同研
究拠点の仕組
協力機関

大学・研究機関

SARデータ提供：JAXA、 ESA

協力機関

常葉大学

協力機関

立命館大学

課題Ｂ 先端的な火山観測技術の開発 サブテーマ２－１：

課題Ｂ 先端的な火山観測技術の開発 サブテーマ２－１：
可搬型レーダー干渉計と衛星ＳＡＲによる精密地殻変動観測技術の開発
衛星SARによる地殻変動検出（SAR⼲渉法）

地上設置型レーダー⼲渉計

ALOS-2（だいち2号）

レール上をアンテナが移動しながらレー
ダー波を送受信データベース化●既存の機器では植生に対する透過性が低く、干渉画像が得難い●多方向から複数回測定した干渉画像が必要
可搬型レーダー干渉計の開発

面的に地殻変動を把握○ 火山周辺の地殻変動を面的かつ広範囲に調査できる。
○ 火山活動評価においては、地殻変動履歴との比較も重要。
○ 地殻変動履歴を詳細に解析するためには時間がかかる。
○ 解析には、専門的な知識・技術が必要。→データベース化

課題Ｂ 先端的な火山観測技術の開発 サブテーマ２－２：

課題Ｂ 先端的な火山観測技術の開発 サブテーマ２－１：
火山表面現象遠隔観測技術の開発
可搬型・地上設置・車載型完成

SPIC‐UC SPIC‐C SPIC‐SS

航空機搭載型完成
改造

改良

現業機関へ
量産型を
試験提供

プロトタイプ（4年目完成）
を改造/合体（15kgf以下）

3D地形情報（SfM/MVS）

火山表面現象
３D地図
温度分布

温度分布情報（SfM/MVS）

放熱率分布

ガス濃度分布情報

ガス濃度分布
岩石分布

N

地形250m
250m

次世代⽕⼭研究推進事業
課題B: 先端的な観測技術の開発
サブテーマ３ 「地球化学的観測技術の開発」

事業・課題の概要
最先端の質量分析技術とレーザー分光分析技術を駆使し、⽕⼭ガスや温泉⽔溶存ガス・⼟壌ガスの化学成分濃度や同位体⽐をオンサイト（その場）で計測する技術を開発する。これをマグマ起源ガスの上昇状況の把握や噴気温度の推移観測に応⽤することで、噴⽕の切迫度評価の⾼度化と、噴⽕タイプの迅速な判別に貢献する。また、陸上・海底の⽕⼭から放出される⽕⼭ガスの採取・分析技術や、同位体⽐の⾼精度・⾼スループット測定技術の開発を実施。

成果⽬標及び実施⽅法
・ヘリウム・炭素同位体⽐のオンサイト分析による、⽕⼭周辺のマグマ
起源ガスの上昇状況の把握と放出量推定の⾼度化。
・噴煙中の⽔蒸気等の⽔素・酸素同位体⽐のオンサイト分析による、噴気温度測定や噴⽕タイプ（⽔蒸気爆発/マグマ爆発）判別。
・⽕⼭ガス成分濃度の⾼時間分解能連続観測による⽕⼭活動度モニタリ
ング。
・可搬性の⾼い⼩型採⽔システムと⼩型船舶を⽤いた、継続的な海底⽕
⼭活動観測法の確⽴。
アウトプット・アウトカム
・噴煙の化学組成・同位体⽐を指標として検出したマグマ活動状態の変化は、⽕⼭の噴⽕切迫度評価に利⽤可能。
・マグマの流路（⽕道位置）とも関係しうる⽕⼭周辺のマグマ起源ガスの上昇状況の把握は、噴⽕ハザードマップの⾼度化へ貢献。
・浅海の⽕⼭活動による船舶航⾏への影響を⾒積もり、防災に貢献。
・⾼度な分析技術に⽴脚した、⽕⼭化学研究者の育成。

事業・課題の実施体制
課題責任機関 東京⼤学

 オンサイトマグマ起源ヘリウム・炭素同位体⽐
測定技術の開発
 ⽕⼭周辺のヘリウム・炭素同位体⽐マップ作成
 海底⽕⼭・温泉試料の採取・分析技術の開発参加機関 名古屋⼤学
 オンサイト⽔素・酸素同位体⽐測定技術の開発
 ⽔素・酸素同位体⽐による噴気温度測定
参加機関 東海⼤学

 ⽕⼭ガス成分連続観測技術の開発
 地球化学的⽕⼭活動モニタリング
協⼒機関 ⼤阪⼤学

協⼒機関 気象研究所

 可搬型質量分析計の開発

 地球化学的⽕⼭活動
モニタリング

課題Ｂ 先端的な火山観測技術の開発 サブテーマ３：

実施内容
地球化学的観測技術の開発
噴煙・噴気

土壌ガス
熱水系
（温泉）

マグマ溜まり

試料採取
による
多点分析・
繰返し分析

オンサイト/⾼スループット
マグマ起源ヘリウム測定技術

噴煙の⽔蒸気・⽔素同位体⽐測定技術
航空機を⽤いた噴
煙⽔蒸気・
⽔素の同位体⽐
観測技術

⽕⼭ガス
成分連続
観測装置

海底⽕⼭の
底層⽔/
ガスの採
取・
分析技術

同位体による判別

オンサイト炭素
同位体比測定技術
オンサイト多成分
同位体測定技術

海底⽕⼭・
温泉の⽕⼭
ガス観測

⽕⼭体周辺の同位体マップ作成

噴気温度推定多成分組成・同位体比連続測定

噴⽕タイプ判別次世代⽕⼭研究⼈材育成総合プロジェクト
課題Ｂ 先端的な⽕⼭観測技術の開発
サブテーマ４ ⽕⼭体内部構造・内部状態把握技術の開発

事業・課題の概要
⽕⼭災害の軽減に有⽤な⽕⼭噴⽕の切迫度評価の⾼度化を⽬指して，以下の研究事業を実施する．
①噴⽕切迫度の評価は，微弱な観測事象として現れる噴⽕先⾏過程を捉え，それを評価することが有⽤であることから，全国の活動的な⽕⼭において，順次各種の精密な観測を集中的に⾏い，現状の把握と基準となる観測データを得る．
②微弱な噴⽕先⾏現象の信号を即時的に判断するため，それを⽀援する各種ツールを開発する．

成果⽬標及び実施⽅法

・霧島⼭，三宅島，有珠⼭，伊⾖⼤島等の全国の活動的な約10⽕⼭において，機動的に各種の精密な観測や地下⽐抵抗構造探査の⾏い，
現状の活動や⽕⼭体内部構造を把握すると共に新たな切迫度指標を⾒出す．これらの⽕⼭が活発になったときには，取得したデータと⽐較することで，噴⽕切迫度の評価の⾼度化に繋げる．
・地震計アレイデータ解析システム，地下⽐抵抗・熱⽔流動解析システ
ム等各種観測データを即時的に解析し，噴⽕切迫度評価を⽀援する解析ツールを開発し，噴⽕切迫度評価の迅速化に繋げる．
アウトプット・アウトカム
・⽕⼭噴⽕切迫度を評価するための新たな観測指標を⾒出し，気象庁等の防災情報発表機関に提供．噴⽕警報・予報の⾼度化に貢献．
・対象とする⽕⼭のそばにある⼤学等が中核となって活動を⾼精度に調査し．その情報を地元に還元し，⽕⼭防災リテラシー向上に貢献．
・次世代の⽕⼭防災を担う若⼿研究者等に実践的なフィールド観測の場を提供し，現場教育に基づく⼈材の育成に貢献．

事業・課題の実施体制
参加機関
北海道⼤学

協⼒機関
室蘭⼯業
⼤学

北海道
地質研究所

東北⼤学
東京⼯業
⼤学

代表機関
東京⼤学
地震研究所

神奈川県温泉
地学研究所
名古屋⼤学
神⼾⼤学
九州⼤学

このプロジェクトでの機動的観測・
電磁気構造探査の実施予定⽕⼭

⿅児島⼤学
気象庁

防災科学
技術研究所

課題Ｂ 先端的な火山観測技術の開発 サブテーマ4：

⽕⼭体内部構造・内部状態把握技術の開発（機動的観測）
活動の背景

主たる対象

考慮点

霧島硫黄山

比抵抗・微動・地殻変動

観光

熱水供給系・構造

観光・住民

俱多楽

比抵抗・熱水構造

観光

新潟焼山

比抵抗・熱水構造

登山

草津白根

マグマ供給系・熱水系

観光

蔵王山

マグマ供給系・地震活動

観光

有珠山

地震・比抵抗・土壌ガス

住民

比抵抗・熱水系

登山・住民

三宅島

長周期地震・火口近傍

住民(離島)

伊豆大島

地震∙火口近傍∙土壌ガス

住民(離島)

箱根

富士山

応力場

実施予定火山熱水系

全国の活動的な⽕⼭において，順次各種の精密な観測を集中的に⾏い，現状の把握と基準となる観測データを得る．

課題Ｂ 先端的な火山観測技術の開発 サブテーマ4：

⽕⼭体内部構造・内部状態把握技術の開発（観測情報の即時把握技術）
浅部地下比抵抗構造

地下比抵抗・熱水流動解析システム

地震計アレイデータ解析システム
微動源の移動、
振幅時間変化
の即時推定

地震波動場連続解析システム
地震波速度変化decoherence

地震波速度領域

長周期振動
火山性地震活動総合解析システム
遠隔熱情報観測解析システム
震源自動推定システムによる
火山性地震活動の即時推定事業終了後火山国である日本における火山学は，魅力的な学術分野であると同時に，災害の軽減に貢献するという社会の要請と期待を受けた学術分野である．
研究成果を適切に社会に還元することに対する国民の期待は大きい．

ボトムアップ型（研究者の自由意志）研究

科学技術・学術審議会の建議する「災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画」→東大地震研（共同利用・共同研究拠点）を中核とした全国の大学・研究機関の研究者が参加する研究計画→地震火山噴火予知研究協議会企画部戦略室
研究戦略の立案，共同研究の企画→総合的かつ学際的研究として実施

課題解決型研究とボト
ムアップ型研究の併進による相乗効果

火山学発展に寄与
災害軽減に貢献

トップダウン（行政と学術の協働による課題解決）型研究

文部科学省「次世代火山研究・人材育成総合プロ
ジェクト」→文科省が設定した課題の解決を目標とした研究計画を研究者グループが提案．専門家による審査により採否決定．
→文科省が研究成果・進捗状況・予算を管理→10年間継続の予定（進捗状況により打ち切りあり）

研究戦略
火山プロジェクトによる研究
成果社会展開の加速化

行動経済学では，選択肢をうまく設計したり，初期設定（デフォルト・ポイント）を変えたりすることで，人々（研究者）に特定の（望ましい）選択を促す意味でナッジと言う語が使われる．自由意志の誘導．「我がこと」意識．

研究成果の社会還元

研究活動

噴火災害軽減に結びつく予測
情報の高度化に資する研究
等，社会への波及を意識．

自由な発想と体制

研究基盤
ハードウエア：観測網，観測機材，計算機
ソフトウエア：技術支援職員，データベース

新規性（発想力）
競争性（モチベーション）
学際性・国際性（多様性）
新技術（イノベーション）

人材育成

フィールド教育の場として人材育成コンソーシアムに協力

大学の法人化以降，年々厳しくなりつつある

噴火発生時に全国の観測研究者が総力を挙げて，効率的に観測研究を推進する体制の構築

色々な学術分野の知識が必要な火山現象の理解と新たな知見の獲得には，全体として研究者数の少ない火山研究分野では，内外・全国の研究者の協力による教育体制が必要．
それに加え，現象の起こっている現場（火山）でのフィールド教育も必要

資料４－３次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト
総合協議会（第１回）
Ｈ２８．１１．２９次世代⽕⼭研究推進事業

課題C：⽕⼭噴⽕の予測技術の開発

事業・課題の概要
本課題では、⽕⼭噴⽕を予測するための基礎的な情報として、主要な活⽕⼭についての中⻑期噴⽕予測研究を実施し、事象分岐判断基準が伴った噴⽕事象系統樹を掲⽰する。さらに、最近の噴⽕事例のある代表10⽕⼭について事象分岐の条
件を明らかにする。最終的に、これらの情報を別途構築した噴⽕モデルで評価することで、噴⽕発⽣確率や事象分岐の⽀配要因を明らかにする。以上の成果を他課題と融合することで、噴⽕予測の⾼度化を⽬指す。

成果⽬標及び実施⽅法

・国内の10〜20の主要な活⽕⼭について、地質学的・物質科学的解析
を⾏い、過去数万年間の時間－噴出量階段図を作成し、中⻑期予測を実施する。さらに活動履歴をもとにした噴⽕事象系統樹を完備する。
・特に10⽕⼭の最近の噴⽕事象について、物質科学的解析と観測デー
タを融合して、噴⽕事象分岐予測の鍵となる要素を抽出する。
・これら研究から得られた要素をもとに、マグマ移動シミュレーショ
ンおよび噴⽕ハザードシミュレーションを開発し、事象系統樹の分岐判断基準を決定し、⽕⼭噴⽕確率の算定に寄与する。
アウトプット・アウトカム・中⻑期噴⽕予測・噴⽕事象系統樹の研究成果は、⽕⼭防災、避難計画
策定、⻑期のインフラ整備計画、住⺠教育などを⾏うための基盤情報として幅広く活⽤される。
・⽕⼭研究教育コンソーシアムと連携し受け⼊れた⼤学院⽣は、若⼿⽕⼭研究者として育成され、将来的には⽕⼭基礎研究および⽕⼭防災の次世代指導者となることが期待される。

事業・課題の実施体制
課題C：⽕⼭噴⽕の予測技術の開発
C-1共同実施機関
噴⽕事象分岐予測⼿法の開発

東京⼤学地震研究所
ほか6参加機関 ・1協⼒機関

課題C責任機関
C-2実施責任機関
中⻑期噴⽕予測と噴⽕事象系統
樹の作成

北海道⼤学

課題A:各種観測データの⼀元化

噴⽕ハザード予測⼿法の開発

防災科学技術研究所
ほか2参加機関 ・３協⼒機関

ほか7参加機関 ・4協⼒機関

データ成果の⼀元化

C-3共同実施機関

データ連携・
観測情報の共有

課題Ｂ：先端的な⽕⼭観測技術の開発
課題D：⽕⼭災害対策技術の開発

課題C：火山噴火の予測技術の開発 説明資料

まとめ
課題C: 火山噴火の予測技術の開発
噴火予測・噴火ハザード予測
手法の開発

C-3

噴火確率算定への寄与
課題A
一元化DB

シミュレーションによる噴火事象系統樹の高度化

マグマ過程の再現実験
物性モデル構築

火山監視・火山防災
噴火対応

データ・成果の一元化

課題D-3
情報ツール

事象のモデル化⇒パラメータ解析

matomeデータ連携

噴火事象分岐の判断基準の確立

C-1
最近の噴火事象
物質科学的解析

噴火事象分岐条件の解明
観測情報の共有

噴火事象系統樹の作成

C-2

最重点5火山・重点火山
地質学的・物質科学的
地球化学的解析

課題D-1
リアルタイム
無人機観測
課題B
観測データ

中長期噴火予測

長期噴火履歴・噴火推移の解明
マグマ変遷の解明

課題D-2
リアルタイム
降灰

大学院生
受入れ

火山研究
人材育成
コンソーシアム次世代⽕⼭研究推進事業
課題C:⽕⼭噴⽕の予測技術の開発
サブテーマ1 「⽕⼭噴出物分析による噴⽕事象分岐予測⼿法の開発」

事業・課題の概要
⽕⼭噴出物の分析に基づく噴⽕事象分岐予測を実現させるために鍵となるのが、いかに⽕⼭噴出物を多量かつ正確に分析し必要な情報を抽出できるかである。本課題では、⽕⼭噴出物を効率よく、かつ、⾼精度に分析・解析が可能な環境を新たに構築し次世代の⽕⼭研究者に提供するとともに、噴⽕予測の⾼度化に直接的に貢献するために、国内の10程度の活⽕⼭をとりあげて⽕⼭噴出物を解析し、物質科学的な噴⽕の特徴を⼀瞥できるカタログの作成を⾏う。

成果⽬標及び実施⽅法

・東京⼤学地震研究所に⽕⼭噴出物分析装置を新たに導⼊し、迅速かつ⾼精度な分析とデータ解析が可能な環境をととのえる。
・分析値・解析データの保存と公開のためのデータベース構築を⾏う。
・国内の10程度の活⽕⼭をとりあげて⽕⼭噴出物を解析し、噴⽕事象
分岐予測につながるような⽕⼭噴出物の特徴の抽出を⾏い、これをカタログとしてまとめる。
・上記について、東京⼤学地震研究所は参加機関および協⼒機関と連携して実施する。
アウトプット・アウトカム・構築した⽕⼭噴出物の分析・解析環境は、利⽤を広く⽕⼭研究者に公開し、⽕⼭研究の基盤をささえるとともに、⽕⼭研究⼈材育成コン
ソーシアムと連携して次世代⽕⼭研究者の育成を⾏う。
・⽕⼭噴⽕の際には、分析・解析環境を利⽤して⽕⼭噴出物解析を⾏い、迅速に噴⽕の特徴を明らかにするとともに、データベースやカタログにある過去のデータを参照して、噴⽕の推移についての予測を⾏う。

事業・課題の実施体制
C-1参加機関
早稲田大学

熊本大学

常葉大学

C-1共同実施機関
東京大学
地震研究所

静岡大学

産業技術
総合研究所

東北大学

C-1協力機関山梨県
富士山科学研究所

課題Ｃ：火山噴火の予測技術の開発
サブテーマ１：火山噴出物分析による噴火事象分岐予測手法の開発

噴火事象分岐予測手法の開発

例

物理観測

噴出物解析

微動開始時刻⇄マグマ注入時刻
微動継続時間⇄マグマ注入量（マグマ混合量）
組成変化を
解析

+
f＝f（マグマ混合量，マグマ溜りの状態，
注入後の時間）f と噴火開始時間，
f と噴火の規模，の関係を過去の噴出物解析から得る

マグマの
注入・混合

震源移動
微動継続時間

微動継続時間+微動開始時刻+4

マグマ溜りの状態

噴火
予測

過去の噴火について多量の分析が必要

課題Ｃ：火山噴火の予測技術の開発
サブテーマ１：火山噴出物分析による噴火事象分岐予測手法の開発

公表(b) データ保存環境の整備
分析データ

データ

解析データ

データを無駄にしない仕組み・分析値の公開．利用規約の整備
・分析値を再利用可能な形式で保存する
分析点の写真や共存相の情報等を完備
様々な検索機能の付加
インデックス機能の充実(c)
火山噴出物のカタログ
噴火事象分岐予測の際に鍵となる要素を抽出して提示したもの（DBと連動で更新）
・解析結果をカタログ化
・噴火の特徴（上昇速度,混合から噴火までの時間）・マグマ溜りの状態
・噴出物の特徴（斑晶組成，液組成等）

未公表

分析値・解
析値を使っ
た新たな研
究

火
山
の
研
究
コ
データの追 ミュニ加ティ

・噴火規模や噴火推移との関係
5

C-3の初期条件，境界条件

C-2の成果次世代⽕⼭研究推進事業
課題C：⽕⼭噴⽕の予測技術の開発
サブテーマ２「噴⽕履歴調査による⽕⼭噴⽕の中⻑期予測と噴⽕推移調査に基づく噴⽕事象系統樹の作成」

事業・課題の概要
⽕⼭噴⽕の中⻑期予測を⾏うためには、個々の⽕⼭について過去の噴⽕履歴を明らかにし、⽕⼭ごとの特徴・傾向を把握することが必須である。本課題では、国内の10〜20の主要な活動的⽕⼭について、過去数万年間あるいはそれ以上の活動履歴を解明し、時間－噴出量階段図を作成することで、中⻑期噴⽕予測を実施・公表する。さらに、活動履歴・噴⽕推移をもとにした噴⽕事象系統樹も作成し、他テーマ・他課題と連携することで噴⽕予測の⾼度化を図る。

成果⽬標及び実施⽅法

以下の地質学的・物質科学的⼿法を実施し、それらの成果をもとに、
中⻑期噴⽕予測⼿法の開発および噴⽕事象系統樹の作成を⾏う。
・複数の⽕⼭を対象とし、個々の⽕⼭における⻑期間・⾼精度の噴⽕履
歴を明らかし、個々の噴⽕については噴⽕推移についても復元する。
・これらの成果をもとに、⾼精度の時間－噴出物階段図を作成する。
・履歴に基づいた噴出物の⾼精度サンプリングを⾏い、物質科学的に解析することで、個々の噴⽕のマグマの挙動を明らかにし、さらに⻑期
にわたるマグマ変遷・進化についても解明する。

事業・課題の実施体制
最重点⽕⼭
重点⽕⼭

富⼭⼤学
⼭⼝⼤学

課題C責任機関

北海道⼤学

秋⽥⼤学
⼭形⼤学

C-2参加機関茨城⼤学

アウトプット・アウトカム
・主要な活⽕⼭についての噴⽕活動の中⻑期予測・噴⽕事象系統樹を公表することで、⾃治体、⽕⼭防災協議会および住⺠に周知され、⻑期のインフラ整備計画、⽕⼭防災および住⺠教育に活⽤される。
・本課題の実施内容は⽕⼭研究の基礎であり、⽕⼭研究⼈材育成コン
ソーシアムと連携し⼤学院⽣を多く受け⼊れることで、次世代の⽕⼭研究者を育成する。

C-2協⼒機関

産業技術総合研究所

熊本⼤学

東京⼤学地震研究所
⽇本⼤学

筑波⼤学

防災科学技術研究所

成果物

浅間前掛火山の噴火事象系統図
極小規模

前兆
・火山体浅部へのマグマ貫入を示す
地殻変動と火山性地震活動の活発化
・火道内の圧力・体積増加を示す地殻変動と浅部の火山性地震の活発化
・火山性微動もしくはＮ型地震の活発化
・噴煙量の増大・ＳＯ２放出量の増大
・火山ガス濃度の増加

終息

60％
33％

2015，2009,
1983年

82％
終息

噴火開始
前兆

中規模噴火
小規模
噴火未遂

40％
67％

終息

活動継続

14％
大正・昭和

2004，1973年

ブルカノ式噴火

断続的に

50％
終息

A’噴火

プリニー式
噴火

4％
山体崩壊の1年当たりの発生確率は10万分の1

大規模噴火（プリニー式噴
火の継続）50％
緑字： 噴火事例

クライマック
ス噴火

天明・天仁

終息

高精度・長期マグマ変遷の解明
・重点火山において噴出物の物質科学的情報として、斑晶量・組み合わせ、全岩主・微量成
分、鉱物化学組成、同位体比などのデータを完備する。さらに代表的噴火については、マグ
マ中の揮発性成分量や地質温度圧力計によるマグマ温度、圧力のデータも求める。これらのデータをもとに、長期のマグマ変遷を明らかにする。
・物質科学的データについては個々の参加機関において基本的データを出すが、より高度なデータについては責任機関で所有する既存の装置を集約して「マグマ変遷解析センター」として、参加機関の研究者および大学院生に開放する。

桜島火山の20世紀からの噴出物化学組成の時間変遷。これにより火山深部マグマ供給系の構造とその変化が明らかになる。

研究成果の発信
普及講演では、地元住民、中高校生そして火山防災協議会の構成員を対象として研究成果の発信と、火山防災活動に資することを目的とする。

火山研究人材育成コンソーシアム構築事業との連携
このC-2課題で行う対象火山での研究は、「コンソーシアム
事業」の大学院生が自身の研究課題となる場合が想定され、大学院生が重要な役割を果たす。またC-2課題ではそれぞれの分担機関が、大学院生を受けいれ地質調査の訓練を行うことも想定している。また物質科学的解析においても、「マグマ変遷解析センター」で大学院生を受け入れて分析操作の訓練をすることも想定している。その意味で「人材育成事業」においての、地質・物質分野の教育・訓練の大きな部分を、本課題が担うことになる。

次世代⽕⼭研究推進事業 課題C：⽕⼭噴⽕の予測技術の開発
サブテーマ３「シミュレーションによる噴⽕ハザード予測⼿法の開発」

事業・課題の概要
⽕⼭噴⽕とそれに伴う⽕⼭災害は、複雑な物理的・化学的な要素の組み合わせにより発⽣する現象であり、これらを総合的に評価することによって、⽕⼭噴⽕予知・推移予測、災害推定などについて精度の⾼い情報発信が可能となる。
複雑な現象を総括的に解明するため、数値シミュレーションは有効な⼿段である。⽕⼭観測データや実験データから得られる情報と理論から導出する情報を相互にフィードバックさせ、より⾼度で精度の⾼いモデルを構築する。

成果⽬標及び実施⽅法①地下におけるマグマ移動シミュレーション
噴⽕に⾄るまでのマグマの移動過程について、⽕道流や岩脈貫⼊現象のシミュレーション技術開発、実験によるマグマ物性モデルの⾼度化を⾏い、噴⽕事象分岐判断のための基準を構築する。
②噴⽕ハザードシミュレーションの開発・⾼度化
降灰・噴煙・溶岩流・噴⽯などの多様な⽕⼭現象に対して⼀元的に定量化を⾏うとともに現象を⽀配するパラメータを体系化し、噴⽕ハザー
ドを⾼精度で評価可能なシステムを構築する。
アウトプット・アウトカム
⽕⼭活動から⽕⼭災害発⽣までの事象系統樹の分岐に定量的パラメータを与え、⽕⼭活動の推移予測や被害推定を定量的に⾏
うための情報を提供する。

◀

富⼠⼭噴⽕時の溶岩流シミュレー
ション（例）

⾚：流出した溶岩流の分布
⻘：健全な建物の分布
⻩：溶岩流の被害を受ける建物の分布

事業・課題の実施体制①地下におけるマグマ移
動シミュレーション②噴⽕ハザードシミュレー
ションの開発・⾼度化

防災科学技術研究所
b. マグマ移動過程シミュ
レーション技術開発
c. マグマ物性モデルの構築

東北⼤学⼤学院
理学研究科
a. 噴⽕機構シミュレー
ション技術開発c. マグマ物性モデルの構築

全体統括

a. 降灰ハザード予測モ
デルの開発
c. ハザード評価システ
ムの検討

気象庁気象研究所
a. 降灰ハザード予測モ
デルの開発

東京⼤学地震研究所
b. 噴煙柱ダイナミク
スモデルの開発

静岡⼤学
c. マグマ物性モデルの構築

⼭梨県
富⼠⼭科学研究所
c. ハザード評価システ
ムの検討

マグマ移動評価システム

概念

B, C‐1, C‐2, D‐1, D‐2
火道流シミュレーション

噴火様式分岐判断

入力パラメータ群
理論モデルパラメータ（例）DEM・地震波速度構造

減圧発泡（膨張）・脱ガ
スシミュレーション

実験データ（例）粘性・上昇速度・マグマ深度

岩脈貫入モデルA

噴火／噴火未遂判断

観測・処理（1次）データ（例）地殻変動・地震・空震理論モデルパラメータ(例）気泡密度・気泡分布
応力場・マグマシステム形状
マグマ内圧力・ボイド率

マグマ上昇・地殻変動
モデル

結晶化カイネティクス
モデル

噴火ポテンシャル
中長期評価※（観測）・（実験）・（理論／シミュレーション）それぞれのパラメータの関係の整理
入力パラメータの共有化、パラメータ感度解析
一元化システムへの提供・統合
12

マグマの物性モデル構築
概要○火山現象シミュレーションを高度化するためには，マグマの移動過程に関する物性を精度良くモデル化する必要がある．
○マグマは気・液・固の三相流体であり，その移動を支配するレオロジーや結晶化に関する現状のモデルは精度が十分とは言いがたい．
○本研究では，高温～常温室内実験から火山性流体のレオロジーとその要因となる内部構造変化や結晶化過程のモデル化を行う。
○得られた物性モデルは，地下や地表での火山現象に関するシミュレーションに組み込まれ，事象系統樹の高度化に貢献する．

1. マグマの結晶化実験

2. 火山性流体のレオロジー(流れ方)試験

三宅島1983年噴火溶岩長井雅史撮影matome
水熱合成実験装置，HPテクノスより••噴出物薄片の電子顕微鏡写真

マグマ溜まりから地表までのマグマ上昇過程を
高温高圧装置と減圧ユニットで精密に再現
どの深さでどのくらい結晶が出来るか．

• 結晶は粘性を通して噴火様式に影響• 上昇中の結晶化過程の高精度なモデル• レオロジーモデルへのフィードバック

高温マグマ粘性試験機
静岡大学・石橋秀巳准教授より

•
•
•
•

流れを実験室で再現
粘性と内部構造の測定
実際の溶岩流や泥流の観測結果との比較
伊豆大島，三宅島等• 火山性流体の流れ方の理解は火山防
災上，最も重要な要素の一つ• レオロジー(流れ方)をモデル化期待される成果○マグマの結晶化過程及び火山性流体のレオロジーに関する高精度なモデルが構築される．
○地下でのマグマ上昇過程や地表での溶岩流出などのシミュレーションが高度化される．

13

火山ハザード評価システム
B, C‐1, C‐2, D‐1, D‐2
入力パラメータ群概念
暴露度・脆弱性DB（例）インフラ・人口分布

Interactive &automatic

降灰モデル

降灰ハザード評価

噴煙・火砕流モデル

噴煙・火砕流ハザード評価観測・処理（1次）データ（例）風向風速・地殻変動・地震・
可視画像（噴火口位置）・温度分布

溶岩流モデル

溶岩流ハザード評価

解析データ(例）断層モデル・火道流モデル
岩脈進展モデル・地殻変動モデル

土石流・泥流モデル

土石流・泥流ハザード評価マグマ移動評価
システム

噴石モデル

噴石ハザード評価

既存データ（例）DEM・地震波速度構造

A

実験データ
（例）粘性・上昇速度・マグマ深度※（観測）・（実験）・（理論／シミュレーション）それぞれのパラメータの関係の整理
入力パラメータの共有化、 パラメータ感度解析
暴露度・脆弱性DBとの統合、一元化システムへの提供・統合※過去事例の再現による検証

14

資料４－４次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト
総合協議会（第１回）
Ｈ２８．１１．２９

課題D：⽕⼭災害対策技術の開発

事業・課題の概要
⽕⼭災害による被害軽減のために、実効性の⾼い⽕⼭災害対策技術を開発する。そのためには、専⾨家（観測機関・研究機関）において「観測」から「予測」を踏まえた情報を迅速かつ正確に発信するとともに、⾃治体の防災担当者等がこれらの情報をわかりやすく理解し、的確な判断をするために活⽤できる技術を構築する。

成果⽬標及び実施⽅法
１．“迅速性”の実現のため、無⼈機を利⽤して⽕⼭災害をリアルタイ
ムで把握する技術を開発する。
２．観測から予測、対策への⼀連の流れを実現するケーススタディとして、桜島の噴⽕による⽕⼭灰ハザードをリアルタイムで評価し、地点毎に降灰確率を提⽰する⼿法を開発する。
３．⽕⼭災害に関わる⾃治体の防災担当者らが、災害発⽣時に適切な
初動対応及び防災活動を⾏うことを⽀援するための「⽕⼭災害対策のための情報ツール」を開発する。
アウトプット・アウトカム
・噴⽕時においてアクセス困難な場所へ無⼈機を投⼊し、情報をリアル
タイムで取得し、⽕⼭防災・対策情報に資するデータを提供する。
・噴⽕発⽣前の確率的⽕⼭灰予測システムを完成させ、今後24時間以内に地点毎に降灰確率を提⽰する。
・⾃治体等が災害予防及び被害拡⼤防⽌に必要な⾏動をとるための科学的根拠に基づく情報が得られるようになる。

事業・課題の実施体制
⽕⼭災害対策のための情報ツールの開発
⼤林組・⼭梨県富⼠⼭科学研究所

防災科研

アジア航測

京大防災研

無⼈機（ドローン等）による⽕⼭災害のリアルタ
イム把握⼿法の開発

リアルタイムの⽕⼭灰ハ
ザード評価⼿法の開発

リアルタイム情報・⼀元化データの共有
課題A:各種観測データの⼀元化

⿅児島⼤・筑波⼤・神⼾⼤
東北⼤・東⼤地震研・環境研

データ連携
情報の共有

課題Ｂ：先端的な⽕⼭観測技術の開発
課題Ｃ：⽕⼭予測技術の開発

次世代⽕⼭研究推進事業
課題D：⽕⼭災害対策技術の開発
サブテーマ1「無⼈機（ドローン等）による⽕⼭災害のリアルタイム把握⼿法の開発」
噴⽕時に⽕⼝近傍へ投⼊した無⼈機が段階的に解像度と観測範囲を変えて、現地でデータを取得してから“24時間以内“に⽕⼭技術者を通じて噴⽯・溶岩流等の特徴や経時変化状況に関して情報提供する。
ドローンによる効率的なデータ取得⼿法の開発

アウトプット・アウトカム
・噴⽕時において⽴⼊規制区域の現地情報を取得
・地形変化・噴出物の経時変化状況の提供
・防災関係者向けの可視化画像の提供

段階的な現地データ取得による⾼精度化⼿法の開発
地形変化、現在状況を短時間で可視化する技術の開発

2016年10月阿蘇山噴火
降灰被害調査次世代⽕⼭研究推進事業
課題D：⽕⼭災害対策技術の開発
サブテーマ2「リアルタイムの⽕⼭灰ハザード評価⼿法の開発」
リモートセンシングによる⽕⼭灰放出量の即時把握

⽕⼭灰拡散予測のためのオンラインシステムの技術開発

⽕⼭観測データを起点とする⽕⼭拡散予測の⾼速度化
⾼空間分解能⾵速把握による⽕⼭灰拡散予測の⾼精度化

⽕⼭噴⽕の統計処理による確率的降灰予測

次世代⽕⼭研究推進事業
課題D：⽕⼭災害対策技術の開発
サブテーマ3「⽕⼭災害対策のための情報ツールの開発」
専門家が必要とする情報(観測・予測)対策・対応を支援
情報ツール

火山専門家等
リアルタイム情報

防災対応で必要とする情報(状況推移、被害)

自治体防災担当者等
噴石・水蒸気爆発
噴石・火砕流・土石流等 火山灰
避難・防御
避難・防御・除去
防御・待避・除去

降灰によるリスクの評価
災害時に必要なインフラや重要施設における降灰リスク評
価(実験等)(株)大林組

無人機による火山災害のリアルタイム把握手法(課題D1)

ハザード(D1，D2)
×脆弱性(D3)＝被害・周知啓発用・教育用コンテンツ→平時の利用・避難・救助支援コンテンツ→災害発生時の避難・救助支援

山梨県
富士山研

降灰実験など影響度

リアルタイムの火山灰
ハザード評価手法(課題D2)

対策なし
対策あり

課題D3

火山灰

・降灰被害予測コンテンツ

コンテンツの開発 (リスク評価をコンテンツとして実装)

2016年10月阿蘇山噴火
降灰被害調査課題Dサブテーマ間，及び他課題（A，B，C）との連携
全ての課題へのフィードバック【課題Dサブテーマ1】【課題B】
先端的な火山観測
技術の開発

【課題C】
火山噴火の予測技術の開発

リアルタイム
降灰情報・
降灰予測情報フィードバック

観測データ

フィードバック

予測データ

静
穏

活
発

切
迫

【課題Ａ】各種観測データの一元化

リアルタイム火山灰ハ
ザード評価手法の開発

フィードバック【課題Dサブテーマ3】
火山災害対策のための情報ツール（各種コンテンツ）の開発

フィードバック

避難・救助支援コンテンツ
課題D1で得られるリアルタイム 避難・救助
画像データ等をインプットとし， 支援情報
噴火状況を把握し避難・救助 の提供に役立つ情報を出力する．
降灰被害予測コンテンツ
課題D2で得られる降灰情報等 降灰被害をインプットとし，都市部におけ 予測情報
る降灰リスク評価に基づいた の提供
被害予測情報を出力する．
（ハザード発生時）（平時）
周知啓発用・教育用コンテンツ
自治体防災担当者に対するア アウトリーチ
ウトリーチ活動で，教材として 活動利用されるコンテンツ．

山
頂
噴
火
期

活
動
終
息
期

山
腹
噴
火
期

活
動
終
息
期

各種観測，予測データを可視化した情報

火山周辺の自治体・
火山専門家

フィードバック

リアルタイム
画像データ・
地形情報【課題Dサブテーマ2】

【課題A】
各種観測
データの
一元化

火山観測データ一元化共有システム（ 他※の課題，サブテーマから出てくるデータや，既存の観測網から得られる多項目のリアルタイムデー
タも含む），事象系統樹システム等

無人機（ドローン）による火山災害のリアルタ
イム把握手法の開発

資料４－５－１
次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト
総合協議会（第１回）
Ｈ２８．１１．２９次世代火山研究推進事業 課題Ｅ：
火山観測に必要な新たな観測技術の開発

空中マイクロ波送電技術を用いた
火山観測・監視装置の開発
九州大学 地震火山観測研究センター 松島 健
九州大学 地震火山観測研究センター 清水 洋
京都大学 生存圏研究所 篠原 真毅
京都大学 防災研究所 井口 正人(株）翔エンジニアリング 藤原 暉雄

活火山の火口周辺における物理計測の問題点• 活火山の周辺の観測→商用電源や通信手段が確保できない．
• 電源としては主に太陽電池を使用→火山灰や噴石などによる能力低下や破損の危険．
• 携帯電話や無線通信→電波の範囲が限られる．基地局が損傷を受ける危険性．
• 火口周辺に設置された観測機器のデータをいかに安全に回収するか

開発コンセプト

近年急速に技術革新が著しい無人航空機（ドローン）技術と，実用化に向けて着々と実験が進んでいるマイクロ波送電技術を組み合わせて，活火山の等の到達不可能地域
における観測・監視装置の設置と給電・デー
タ回収を効率的に行う

マルチコプター
マイクロ波給電
観測データ回収
補助装置
地上観測装置

飛行経路
データ

基地局

マルチコプタ-基地

マイクロ波送電技術• 宇宙太陽発電所（SSPS:Space Solar Power
Station/Satellite)：宇宙空間に太陽電池を設置し、マイクロ波を用いて地上に電力を送り利用する
太陽光発電の安定性と設備稼働率を向上させる新しい基幹
エネルギー源の一つ
世界トップレベルの研究
京都大学 生存圏研究所
篠原真毅 教授

研究協力体制

無人航空機(株)翔エンジニアリング(株)）菊池製作所

新たな
火山観測・
監視システム

マイクロ波
送受電
システム

小型省電力型
火山観測装置（地殻変動/地震）

九州大学
京都大学防災研究所

京都大学生存圏研究所

読売新聞

今年度目標• 無人航空機にマイクロ波送電装置を搭載し、2〜3ｍ
上空から地上に設置した火山観測機器に電力を供給すると同時に、観測機器のデータを無線通信で回収する装置を開発する。
• 開発した装置を、室内実験で試験するとともに、実際に火山地域（伊豆大島火口原）で無人航空機を飛翔させ、電力送電およびデータ回収実験を実施する。数年
内に屋外で電力送受電の効率10%以上を目指し、将来的に実用に繋がる送受電効率の向上を目指す。

伊豆大島実験• 伊豆大島無人観測ロボットシンポジウム（2016年
11月1日〜6日）に参加• 山麓の地表に地上装置（WiFi対応SDカード）およびマイクロ波受電・データ送信装置とともに地表に設置しておく．
• 無人航空機を飛行させ，地上観測装置に給電および地上装置からのデータの回収実験を行う．
• 現地の電波状況・気象情報を取得しながら実験を
行う．

実験風景

室内伝送実験• 京大生存圏研の電波暗室 METLAB実施予定(2017年2月上旬）• 受電側アンテナを多素子化し，マイクロ波受電の効率を上げる• アンテナ間距離やアンテナの方向のずれによる影響を実際に測定する．
• GNSSや他の機器に電波干渉を与えないかをチェックする．

来年度以降の取組

マイクロ波送電/無線通信 無人航空機• 無線実験試験局→実用化試験局• 送電効率の向上 10%ヘ
• GNSSロガーや地震計ロガーへの組み込み→実証実験（桜島・秋田
駒ヶ岳など）• 無人航空機技術の発展が著しい
どのタイプを選ぶか慎重に検討
マイクロ波
送電

• 次世代火山研究推進事業への再応募• 科研費補助金基盤Ｂに応募• 京都大学イノベーションキャピタ
ルへの応募• 消防庁・農林水産省
11

資料４－５－２
次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト
総合協議会（第１回）
Ｈ２８．１１．２９

課題Ｅ：⽕⼭観測に必要な新たな観測技術の開発「位相シフト光パルス⼲渉法を⽤いた振動観測の総合的評価」

事業・課題の概要
新しい計測技術である位相シフト光パルス⼲渉法を応⽤した⽕⼭性地震センサーシステム（以下、光センサーシステ
ム）を実際に活⽕⼭の観測に投⼊する。光センサーシステムはセンサーへの給電が不要であり、耐熱性および耐蝕性、耐雷性を持っている。本事業では⾼度な⽕⼭防災の基礎となる⾼品質なデータの取得に寄与する実⽤的なセンサーシステムを構築するための基礎データの取得を⾏う。

成果⽬標及び実施⽅法
・製作済みの光センサーシステムを桜島⽕⼭に設置し、⼀定期間データを取得。
・システムを実際に運⽤した場合の各特性の取得と記載を実施。
・システムの野外運⽤の際のノウハウの取得と記載を実施。
・システムで得られたデータを⽤いた解析および解析結果の評価を実施。
・他課題へ観測データを提供。
アウトプット・アウトカム
・光センサーシステムの実⽤化により、これまで観測点が置けなかった
場所のデータを取得し、⽕⼭観測データのダイナミックレンジを拡⼤。
・光センサーシステムの特徴を活かすことができれば、海底⽕⼭のモニ
タリングや、温度の⾼い⽕道周辺でのモニタリング等を実現できる可能性がある。

事業・課題の実施体制

課題責任機関秋⽥⼤学

共同実施機関⽩⼭⼯業

協⼒機関
東京⼯業⼤学課題Ｅ：⽕⼭観測に必要な新たな観測技術の開発「位相シフト光パルス⼲渉法を⽤いた振動観測システムの総合的評価」
SIG IN

R
カプラ

基準面
S
10nsec delay

10nsec



カプラ

振動面

DATA OUT（特許第5118004号）

 
√I
√R
√S
(1) 特許第5118004号(2) 特許第5118246号(3) 特願第2013‐154512号

cos θ  (I  R  S)/ 2 R*S

課題Ｅ：⽕⼭観測に必要な新たな観測技術の開発「位相シフト光パルス⼲渉法を⽤いた振動観測システムの総合的評価」
光学回路

電子回路

データ

センサー部

信号処理部

光ファイバー （～20km）本システムの利点

落雷に強い

高温に強い

腐食性ガスに強い火山（陸上・海中）の活動監視